論文の概要: Static Laboratory-Frame Polarization of a Trapped Molecular Ion for CP-Violation Searches

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.14701v1
• Date: Tue, 18 Nov 2025 17:40:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-19 16:23:53.241828
• Title: Static Laboratory-Frame Polarization of a Trapped Molecular Ion for CP-Violation Searches
• Title（参考訳）: CP-Violationサーチのためのトラップ分子イオンの静的実験-フレーム分極
• Authors: Fabian Wolf,
• Abstract要約: 重分子イオンは、ポールトラップに閉じ込められたまま、静電場によって分極可能であることを示す。 この効果は、静電気力とトラップの乳頭運動力のキャンセルから生じ、平衡位置となる。 これにより、静電場における量子論理分子ラジオ周波数クロックの動作が可能となり、EDMの感度が向上する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Today's most sensitive experiments for detecting CP-violating permanent electric dipole moments (EDM) rely on molecular spectroscopy. The high sensitivity arises from large internal electric fields that interact with the constituents of the molecule. For molecular ions it has long been assumed that experiments with static polarization from dc electric fields are infeasible, as the ion's charge would either shift it to a field free region or eject it from the trap. This constraint appears to make single ion quantum-logic clocks, among the most precise measurement devices available, incompatible with EDM measurements. Here, we demonstrate that, under typical trapping conditions, heavy molecular ions with small $Ω/Λ$-doubling can be polarized by a static electric field while remaining confined in the Paul trap. This effect arises from a cancellation between the electrostatic force and the trap's ponderomotive force, resulting in an equilibrium position where the ion experiences a dc electric field component. Dynamic decoupling allows to implement co-magnetometry schemes in a single molecule and provides long interrogation times. This will allow the operation of a quantum-logic molecular radio-frequency clock in static electric fields, providing sensitivity to EDMs. Working with only a few ions and non-destructive detection techniques opens the door to the use of highly sensitive, rare, and radioactive molecular species as well as quantum-enhanced metrology schemes to achieve unprecedented levels of accuracy and precision.
• Abstract（参考訳）: 今日の最も敏感なCP違反永久電気双極子モーメント(EDM)の検出実験は、分子分光に依存している。 高感度は、分子の構成要素と相互作用する大きな内部電場から生じる。 分子イオンにとって、dc電場からの静電分極の実験は、イオンの電荷が電界自由領域へ移動するか、トラップから放出するかのいずれかで実現不可能であると考えられてきた。 この制約は、EDM測定と互換性のない、最も正確な測定装置の1つのイオン量子論理時計を作るように見える。 ここでは、典型的なトラップトラップ条件下では、ポールトラップに閉じ込められたまま静電場により、小$Ω/>$-doublingの重分子イオンが偏極可能であることを実証する。 この効果は、静電力とトラップの雷動力のキャンセルによって発生し、イオンがdc電場成分を経験する平衡位置となる。 ダイナミックデカップリングは、単一の分子にコマグネトメトリースキームを実装し、長い尋問時間を提供する。 これにより、静電場における量子論理分子ラジオ周波数クロックの動作が可能となり、EDMの感度が向上する。 数個のイオンと非破壊検出技術によって、高感度で希少で放射性の分子種と、前例のない精度と精度を達成するために量子化メトロジースキームを使用するための扉が開く。

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